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工程地质勘察中水文地质的影响

2020-08-05周发达

世界有色金属 2020年10期
关键词:水压含水层工程地质

周发达

(辽宁省第六地质大队有限责任公司,辽宁 大连 116200)

水文地质问题在工程地质勘察中占据重要位置,其既能影响到工程地质勘察施工进度与施工质量,又对工程地质勘察施工安全性与稳定性产生影响,其与工程地质勘察施工顺利开展具有直接关系[1]。

但目前大部分工程地质勘察工作对水文地质问题重视程度相对较低,在未经过水文地质勘察,没有明确了解工程地质水量、水压、水位变化情况下,就开展了工程地质勘察施工,不仅降低了工程地质勘察效率和精度,还导致施工事故频发。

一些地质条件复杂地区,因工程勘察对水文地质问题研究不够深入,水文地质问题常引发岩土工程危害问题,为此提出工程地质勘察中水文地质的影响研究。

1 工程地质勘察中水文地质的影响

水文地质主要表现为地下水水位变化、地下水水量变化以及地下水水压变化,这三种水文地质现象对工程地质勘察工作的开展具有重要影响,所以工程地质勘察活动开展之前必须要对勘察区域的水文地质特征进行查明,下面将从地下水水位、水压以及水量三个方面,对工程地质勘察的影响进行细致分析。

1.1 地下水位变化对工程地质勘察的影响

降雨、降雪、地下水开采等是地下水水位变化的主要因素,其变化规律主要呈现出季节性变化,如果某个季节出现大量降雨或者降雪,则该季节地下水水位会突然上升;反之,如果某个季节气候干旱,降雨量或者降雪量过少,则该季节地下水水位会下降,过分开采地下水同样也会造成地下水水位下降[2]。

而地下水水位变化作为常见的水文地质现象,对工程地质勘察工作有着重要的影响,其不仅会影响到工程地质勘察数据的精度以及勘察活动的进展速度,还会对工程地质勘察带来严重的安全威胁。

由于工程地质勘察区域内实际地质类型多种多样,且不同勘察区域岩土体成分也各不相同,地下水水位过高或者地下水水位过低,会对岩土体中蒙脱石成分造成影响,会导致工程地质勘察区域内岩土体中蒙脱石内的水分过大或者过低,不仅会为工程地质勘察工作开展带来负面影响,还会加大整个工程地质勘察的施工难度。在工程地质勘察中,地下水水位变化对其影响可以细致分为地下水位下降作用、下水位上升作用。

当地下水水位呈下降变化时,工程地质勘察区域内岩土体中蒙脱石含水成分随之降低,蒙脱石内部结构出现萎缩现象,并且因为过于干燥,使岩土体结构松散,严重降低岩土层的力学强度。如果地下水水位下降到一定范围内,工程地质的岩土层会出现严重的裂缝现象,这为工程地质勘察施工增加了一定的难度。

为了降低地下水水位下降为工程地质勘察来带的影响,大部分工程地质施工过程中采取强行灌溉的措施,来提高地下水水位,这样做虽然可以缓解工程地质岩土层干燥问题,但如果灌溉过度还会导致工程地质岩土体松散问题,如果松散问题严重可能会导致坍塌事故发生,所以对于控制地下水水位下降变化而采取的灌溉方法,要严格控制灌溉的水量,并且要分阶段灌溉,避免出现灌溉过量。

当地下水水位呈上升变化时,工程地质勘察区域内岩土体中蒙脱石含水量过高,导致蒙脱石膨胀,此时工程地质岩土体表现为充水状态,进而导致工程地表地层出现不规则受力引发地层变形,并且使工程地质岩土体结构松散,同样也会降低岩土层的力学强度,这对于整个地质勘察工程的施工形成负面影响,会降低工程地质勘察施工效率,甚至还会出现坍塌事故,一旦坍塌事故发生,会造成严重的经济损失和人身安全威胁,增加工程施工成本。通常情况下,为了控制地下水水位上升,工程施工过程中可以采取排水措施,将地下水水位控制在一定范围内,以此保证工程地质勘察工作顺利开展。

通过以上分析可以得知,无论是地下水水位下降还是上升,都会影响到工程地质勘察,所以在对施工之前必须要准确掌握地下水水位情况,如果工程施工是在多降雨的夏季,工程地质勘察施工过程中要做好排水处理;如果工程施工是在枯水季节,工程地质勘察施工过程中要做好灌溉处理,以此来降低地下水水位变化对工程地质勘察的影响。

1.2 地下水压变化对工程地质勘察的影响

在自然状态下,地下水水压是处于平衡状态的,这种平衡状态能够维持地下水系统始终保持一个稳定状态,但是一旦地下水水压平衡状态遭到破坏,即上覆岩层施加的静态压力不能与承压水的支撑力相抗衡,在工程地质勘察施工活动不断进行的条件下,地下水水压会破坏掉原有的工程水文地质空间结构,对工程地质勘察施工带来影响下图为地下水空间结构图。

图1 地下水空间结构图

如上图所示,水文地质空间结构主要包含隔水层、底板以及含水层三部分,地下水的含水层则主要由覆岩含水层和底板含水层构成,覆岩含水层是与围岩距离较近的含水层,底板含水层是与底板直接接触的含水层,但无论是哪种含水层,一旦含水层压力在外界因素影响情况下升高或者降低,围岩和底板受上覆岩层重力、隔水层重力等共同作用,使含水层的原有受力方向和受力大小发生改变,打破原有地下水水资源生态平衡,使上覆岩层压力小于地下水向上的压力,导致含水层蓄水能力下降,工程地质岩土层在地下水压力的冲击下,降低岩土层稳定性,含水层中水资源会冲破岩土层,最终造成基坑突水、管涌、流沙等事故发生,会带来严重的工程地质勘察施工安全问题,从而导致工程的稳定性遭到影响,进而无法保证工程地质勘察工作顺利进行。造成地下水压力变化的因素有很多,其主要是受到降水量的变化和地表压力的变化影响,所以在工程地质勘察施工时,需要对工程水文地质的地下水压力进行客观的分析,进而保证工程地质勘察工作能够按照预先设定的日期完成施工。

1.3 地下水量变化对工程地质勘察的影响

除了以上提出的两点以外,地下水水量变化也会对工程地质勘察造成影响。地下水水量变化主要受到季节降雨的影响,另外,随着用水需求逐渐变多,地下水除了要满足人们生活用水需求以外,还需要为工业活动的开展提供大量的供水,大量的开采地下水,会导致地下水水量减少,地下水水量变化对工程地质勘察的影响,基本与地下水水位变化对工程地质勘察的影响相同,会给工程地质勘察工作稳定性和安全性带来负面影响。

所以在对工程地质勘察施工设计时需要加大对此方面重视的力度,对工程地下水水位、地下水水压以及地下水水量等水文地质特征进行全面勘察,充分掌握工程地质勘察区域内的蒸发量与降雨量,对地下水的日常变化规律及正常水压、水位以及水量进行调查,以此才能确保工程地质勘察结果的准确性、高效性、系统性,并且为工程地质勘察施工的安全性提供保证。

2 结语

此次对工程地质勘察中水文地质的影响进行了研究,并取得了一定的研究成果,有助于完善工程地质勘察施工设计,为更好的发现工程地质勘察中水文地质问题提供参考,此外还有助于提高工程地质勘察施工中对水文地质问题的重视,对工程地质勘察中水文地质的影响研究具有一定的理论参考价值。

由于此次研究时间有限,虽然在该方面取得了一定的研究成果,但还存在一些不足之处,今后还会在该方面进行深入研究,促进工程地质勘察行业顺利发展。

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